[發明專利]改性聚合物膜的制備方法、改性聚合物膜及其用途

在審

• 申請號: 202211084772.9
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115312786A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 朱中亞;王帥;夏建中;李學法;張國平
• 申請（專利權）人: 揚州納力新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/02
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 林青中

本申請涉及一種改性聚合物膜的制備方法、改性聚合物膜及其用途，屬于電池技術領域。本申請公開了一種改性聚合物膜，其包括高分子聚合物基膜和表面改性層，所述表面改性層通過等離子體聚合法形成于所述高分子聚合物基膜的至少一個表面。所述表面改性層的反應原料包括丙烯酸、丙烯腈、烯丙胺、乙二胺、正丙胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及它們的衍生物和共聚物中的一種或多種。本申請提供的改性聚合物膜表面極性較大，表面張力較高且長期穩定，能夠與金屬層牢固結合。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別是涉及一種改性聚合物膜的制備方法、改性聚合物膜及其用途。

背景技術

金屬化聚合物膜由于其優良的導電、阻隔、柔韌及質量輕等性能而被廣泛運用于電子、包裝、印刷等領域。目前市場上比較常見的金屬化聚合物膜產品包括復合集流體、薄膜電極、包裝鍍鋁膜、印刷薄膜等。傳統技術中，通常采用物理氣相沉積技術直接在聚丙烯、聚乙烯、聚酯類等高分子聚合物膜表面沉積金屬以制備金屬化聚合物膜。然而，在金屬化聚合物膜實際制備過程中存在聚合物膜與表面金屬層結合不牢固的問題。

發明內容

本申請的目的之一在于提供一種改性聚合物膜的制備方法、改性聚合物膜及其用途，以提高該改性聚合物膜的表面極性，使得其表面張力較高且長期穩定，能夠與金屬層牢固結合。

為實現上述目的，本申請采取以下技術方案：

本申請的一個方面，提供一種改性聚合物膜，所述改性聚合物膜包括高分子聚合物基膜和表面改性層，所述表面改性層通過等離子體聚合法形成于所述高分子聚合物基膜的至少一個表面。

在一些實施方式中，所述表面改性層的反應原料包括丙烯酸、丙烯腈、烯丙胺、乙二胺、正丙胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及它們的衍生物和共聚物中的一種或多種。

在一些實施方式中，所述高分子聚合物基膜的材料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亞胺(PI)、聚丙乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPO)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺、聚酰亞胺以及它們的衍生物中的一種或多種。

在一些實施方式中，所述高分子聚合物基膜的厚度為1μm以上；優選為2～20μm。

在一些實施方式中，所述表面改性層的厚度為5～200nm；優選為10～100nm。

本申請的另一個方面，提供一種上述改性聚合物膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：對所述高分子聚合物基膜的表面進行等離子體聚合改性，以在其至少一個表面形成所述表面改性層。

在一些實施方式中，對所述高分子聚合物基膜的表面進行等離子體聚合改性時，通入氧氣和氬氣組成的混合氣體以及反應原料；

所述混合氣體轟擊所述高分子聚合物基膜的表面以提供反應活性位點，所述反應原料通過所述反應活性位點接枝于所述高分子聚合物基膜的表面，從而形成所述表面改性層。

在一些實施方式中，利用等離子體聚合裝置對所述高分子聚合物基膜的表面進行等離子體聚合改性；

所述等離子體聚合裝置包括射頻電源，所述射頻電源的頻率為3～30MHz；優選為10～20MHz；所述等離子體聚合裝置的功率為10～50W；優選為20～40W。

在一些實施方式中，所述等離子體聚合改性的反應時間為1～60min。

本申請的再一方面提供一種金屬化聚合物膜，所述金屬化聚合物膜包括金屬層以及上述改性聚合物膜或上述制備方法制得的改性聚合物膜，所述金屬層位于所述改性聚合物膜的至少一個表面改性層上；

可選地，所述金屬層的材料包括銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、鈦和銀中的一種或多種。